光伏交流匯流箱的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

摘? 要：光伏發(fā)電技術(shù)是通過利用設(shè)備將太陽能資源轉(zhuǎn)化成電能的技術(shù)，是充分利用太陽能的電池、半導(dǎo)體及相關(guān)的電子設(shè)備組件組成一定規(guī)模的發(fā)電系統(tǒng)。此發(fā)電系統(tǒng)將太陽的光能轉(zhuǎn)換成了直流電，并通過能量逆變器裝置轉(zhuǎn)變太陽能所轉(zhuǎn)化成的電流，成為人們所需要的電能。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;逆變器;交流匯流箱

中圖分類號(hào)：TM464? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）24-0031-03

Abstract：Photovoltaic power generation technology is a technology that converts solar energy resources into electric energy through the use of equipment. It is a power generation system with a certain scale composed of cells，semiconductors and related electronic equipment components that make full use of solar energy. This power generation system converts the solar energy into direct current，and transforms the current converted by the solar energy through the energy inverter device，which becomes the electric energy that people need.

Keywords：photovoltaic power generation;inverter;AC combiner boxes

0? 引? 言

早期的光伏電池板價(jià)格很高，光伏電站的功率都不大，組串式逆變器是將幾塊電池板組成一個(gè)組串，功率為幾百瓦到上千瓦，接入小功率單相逆變器。現(xiàn)在的組串型逆變器指的是能夠直接跟組串連接，用于室外掛式安裝的單相或者三相輸出逆變器，功率為幾千瓦到幾十千瓦。

1? 現(xiàn)有光伏交流匯流箱的作用及問題

光伏交流匯流箱安裝于逆變器交流輸出側(cè)和并網(wǎng)點(diǎn)/負(fù)載之間，采用組串式逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)。它的內(nèi)部配置有交流防雷器、輸入斷路器、輸出斷路器，選配智能監(jiān)控儀表;光伏交流匯流箱的作用是匯流多個(gè)逆變器的輸出電流，同時(shí)保護(hù)逆變器免受到來自交流并網(wǎng)側(cè)/負(fù)載的危害，作為逆變器輸出斷開點(diǎn)，保護(hù)安裝維護(hù)人員的安全性，提高系統(tǒng)的安全性。

隨著國家大力提倡分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，組串式逆變器的使用量在不斷增加。單個(gè)組串式逆變器的功率在3～50kW之間，逆變器的交流輸出需要做匯流后并入電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)。現(xiàn)有交流匯流箱使用搭接式匯流方式，用匯流銅排和銅排層層搭接，每個(gè)斷路器都連接一個(gè)銅排，每個(gè)銅排依次搭接在一起，然而銅排搭接時(shí)操作時(shí)極不方便，搭接處的質(zhì)量也得不到保證，常常出現(xiàn)搭接不到位造成銅排燒毀等現(xiàn)象。

2? 光伏交流匯流箱的設(shè)計(jì)

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本文設(shè)計(jì)一種用于光伏交流匯流箱的銅排，所述銅排為一體結(jié)構(gòu)，通過匯流裝置本體、匯流部、進(jìn)流部、出流部、進(jìn)線斷路器搭接銅排、進(jìn)線斷路器搭接孔、出線斷路器搭接銅排、出線斷路器搭接孔、防雷裝置取電孔和凹槽的配合，能夠減少可能存在的故障點(diǎn)，提高匯流箱的安全性。提供便于交流匯流箱銅排搭接的匯流裝置，能有效減少匯流箱在工作中由于銅排搭接不緊而導(dǎo)致銅排燒毀的現(xiàn)象，提高交流匯流箱工作的可靠性，同時(shí)可以減少在交流匯流箱裝配的人工時(shí)間，降低人工成本，提高了匯流裝置的實(shí)用性和使用性，滿足當(dāng)今市場(chǎng)的需求。

匯流裝置本體采用一次成型，無搭接的設(shè)計(jì)，減少了可能存在的故障點(diǎn)，提高了匯流箱的安全性。通過設(shè)置匯流部，用于對(duì)電流進(jìn)行匯集;通過設(shè)置進(jìn)流部，用于連接和輸送電流;通過設(shè)置出流部，用于將電流輸出;通過設(shè)置進(jìn)線斷路器搭接銅排，用于把匯流裝置安裝在進(jìn)線斷路器上;通過設(shè)置出線斷路器搭接銅排，用于把匯流裝置安裝在出線斷路器上;通過設(shè)置進(jìn)線斷路器搭接孔和出線斷路器搭接孔，用于配合螺栓使匯流裝置固定在斷路器上;通過設(shè)置防雷裝置取電孔，用來連接防雷取電的電纜;通過設(shè)置凹槽，用于提供避讓空間和減輕匯流裝置本體的重量;通過設(shè)置銅基層，用于連接和輸送電流，通過設(shè)置聚氨酯層，用于提高匯流裝置的防水能力;通過設(shè)置碳碳復(fù)合層，用于提高匯流裝置的抗氧化能力，延長匯流裝置的使用壽命;通過設(shè)置聚全氟乙丙烯層，用于提高匯流裝置的抗腐蝕能力，延長使用壽命。

光伏交流匯流箱的銅排包括：多個(gè)分別與若干進(jìn)線斷路器連接的進(jìn)線銅排齒、一個(gè)與出線斷路器連接的出線銅排齒以及匯流銅排板。所述出線銅排齒與進(jìn)線銅排齒均為L型，每個(gè)進(jìn)線銅排齒的一端均形成一個(gè)進(jìn)線斷路器搭接孔，出線銅排齒的一端形成一個(gè)出線斷路器搭接孔，所述每個(gè)進(jìn)線銅排齒的另一端與出線銅排齒的另一端均與匯流銅排板連為一體，并且出線銅排齒與進(jìn)線銅排齒在匯流銅排板上并列排布。，且所述匯流銅排板上設(shè)有防雷取電孔。

從以上所述可以看出，用于光伏交流匯流箱的銅排，與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下優(yōu)點(diǎn)：所述銅排采用彎折型的結(jié)構(gòu)，此種設(shè)計(jì)能夠避免銅排之間以及銅排齒之間采用螺絲和螺帽多次配合搭接，一次成型，減少了可能存在的故障點(diǎn)，提高了匯流箱的安全性。

3? 光伏交流匯流箱項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)

用于光伏交流匯流箱中的匯流裝置，它由匯流裝置匯流部分的進(jìn)線斷路器搭接銅排、進(jìn)線斷路器搭接孔、出線斷路器搭接銅排、出線斷路器搭接孔、防雷裝置取電孔、凹槽等構(gòu)成。

如圖1所示，通過進(jìn)線搭接銅排2和出線搭接銅排4把匯流裝置安裝在斷路器上，調(diào)節(jié)進(jìn)線搭接銅排2和出線搭接銅排4的不同高度來適應(yīng)進(jìn)線斷路器和出線斷路器的外形上不同;用螺絲緊固進(jìn)線斷路器搭接孔3和出線斷路器搭接孔5，使匯流裝置固定在斷路器上;匯流部分上的螺紋孔6用來連接防雷取電的電纜。采用標(biāo)準(zhǔn)銅板落料成型，結(jié)構(gòu)均勻;在使用時(shí)通過螺絲直接鎖緊，安裝方便;與其他元件連接簡單，安全可靠。

4? 光伏交流匯流箱設(shè)計(jì)的實(shí)施方法

采用一次成型，無搭接，減少了可能存在的故障點(diǎn)，提高了匯流箱的安全性;結(jié)構(gòu)上銅排不層疊，減少了銅排搭接時(shí)的難度和人工操作量。以下結(jié)合具體實(shí)施案例，并參照附圖，對(duì)本裝置進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本文所述的用于光伏交流匯流箱的銅排包括：多個(gè)分別與若干進(jìn)線斷路器連接的進(jìn)線銅排齒2、一個(gè)與出線斷路器連接的出線銅排齒4以及匯流銅排板1;所述出線銅排齒4與進(jìn)線銅排齒2均為L型，進(jìn)線銅排齒2和出線銅排齒4能夠調(diào)整不同的彎折程度來分別適應(yīng)進(jìn)線斷路器和出線斷路器的外形上不同;每個(gè)進(jìn)線銅排齒2的一端均形成一個(gè)進(jìn)線斷路器搭接孔3，用螺絲緊固進(jìn)線斷路器搭接孔3于進(jìn)線斷路器上，從而能夠?qū)⑦M(jìn)線銅排齒2連接到對(duì)應(yīng)的進(jìn)線斷路器上，出線銅排齒4的一端形成一個(gè)出線斷路器搭接孔5，螺絲緊固出線斷路器搭接孔5于出線斷路器上，從而能夠?qū)⒊鼍€銅排齒4連接到出線斷路器上。所述每個(gè)進(jìn)線銅排齒2的另一端與出線銅排齒4的另一端均與匯流銅排板1連為一體，并且出線銅排齒4與多個(gè)進(jìn)線銅排齒2在匯流銅排板1上從右至左依次并列排布，銅排板1上設(shè)有防雷取電孔6，用來連接防雷取電的電纜。

5? 光伏交流匯流箱的應(yīng)用

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為了減少太陽能光伏電池陣列與逆變器之間的連線使用到匯流箱。在大型光伏電站中，逆變器與并網(wǎng)柜之間還存在很多連線，在它們之間使用交流匯流箱可以減少系統(tǒng)連線，提高系統(tǒng)可靠性，其配備的通訊接口也可以方便光伏系統(tǒng)的搭建與運(yùn)維。

光伏交流匯流箱安裝注意事項(xiàng)：箱體的防護(hù)等級(jí)為IP65，適合戶外安裝，安裝位置應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：匯流箱的按照位置應(yīng)充分考慮到其外形尺寸及重量;匯流箱的安裝環(huán)境溫度應(yīng)在-25℃～+60℃之間，相對(duì)濕度在0～95%之間;匯流箱應(yīng)安裝在干燥、通風(fēng)良好、防塵的地方;進(jìn)出線型式及安裝方式：鎧裝電纜下進(jìn)下出，室外光伏組件支架后立柱懸掛安裝;避免安裝在太陽直射的地方，否則過高的溫度會(huì)減少系統(tǒng)發(fā)電量，還可能影響匯流箱的使用壽命;為了更好地散熱且方便日常維護(hù)，安裝匯流箱時(shí)，其四個(gè)方向需要保留足夠的空間。

6? 結(jié)?; 論

本文設(shè)計(jì)了一種交流匯流箱，能夠減少了可能存在的故障點(diǎn)，提高了匯流箱的安全性，可以減少在交流匯流箱裝配的人工時(shí)間，降低人工成本。光伏系統(tǒng)無枯竭危險(xiǎn)、干凈、安全、可靠、無噪聲、可以利用建筑屋面，不受資源分布地域的限制、無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電、能源獲取花費(fèi)時(shí)間短。太陽能光伏電站的建設(shè)，不僅能為投資者、社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，更能夠有效地推廣綠色經(jīng)濟(jì)，改善區(qū)域環(huán)境，為社會(huì)謀求更多的福祉，它必然是未來能源行業(yè)的趨勢(shì)與方向。

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作者簡介：董娟（1979.09-），女，漢族，遼寧蓋縣人，中共黨員，副教授，省級(jí)名師，現(xiàn)任機(jī)電工程系副主任，兼任全國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)建筑設(shè)備類專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)、全國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部第六屆中等職業(yè)教育專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)建筑機(jī)電與樓宇智能化專業(yè)委員會(huì)委員，碩士研究生，主要研究方向：建筑電氣、建筑智能化、控制工程等。